粉料的调质及其维生素稳定性的保持.doc

粉料的调质及其维生素稳定性的保持在近几年中，饲料加工技术已得到了长足的发展，特别是在粉料的蒸气调质处理方面。然而，对于动物的营养要求通常还没有达到如此先进的程度。例如，由于该方面研究的局限性，美国全国科学研究委员会（NRC）1994年有关非反刍类动物维生素用量的标准至今在很大程度上没有改变。 现在，调质温度的增加减少了微生物的污染，同时也增强了家禽对营养的消化吸收性，提高了粉料制粒的质量、制粒生产率及饲料转化率。由于现代调质参数的变化，特别是较高的温度，较长的保存期以及物料中较多的水份含量，都可能造成成品饲料中的维生素活性降低。虽然维生素的稳定性不是影响维生素整个性能的唯一因素，但对一个饲料生产厂家来说，若加工参数的微小改变都有可能对维生素的性能产生严重后果，那么维生素的稳定性便是一个重要的因素。 在饲料的加工过程中，影响维生素稳定性的主要因素有如下几点：1. 热量；2呈蒸气状态的水份；3压力；4剪切力或磨擦力的作用以及氧化作用等。 上世纪80年代，家禽专家曾经指出，水份的增加对维生素活性的影响要比调质温度的影响大。因为水份能软化维生素的表层，很容易让氧气及其它化合物进入其中，这样就加剧了化学（氧化还原）反应而导致了维生素成份的损失，这一反应与维生素的活性有很大关系。由于在维生素的双键和羟基组中增加或减少了氢原子，上述反应减弱了维生素的稳定性。因此，水份对维生素损失的程度与调质温度对其损失的程度有不同之处。同时，维生素A（简称VA，下同）、VH 和VB似乎对热量最敏感，而VB、VD及VC更容易被氧化。相反，VK及VB3的稳定性更易受水份的影响。饲料的加工过程 调质过程是一个利用蒸气（水份+热量）或（蒸气+压力）对饲料进行混合到规定时间的加工过程。在传统的蒸气调质中，物料的水份含量增加约45%，而其温度在20秒20分钟之间上升到70120，这种调质的优点为可减少饲料中的微生物及化学防腐剂，增强家禽在生长过程中对淀粉和蛋白质的消化吸收能力。 在饲料工业中，加工饲料的传统调质器、“超级调质器”中的膨化机和挤压机是三种基本的加工设备，用于对饲料进行加热、加水和加压。而制粒机调质器则用于在饲料制粒前加入蒸气，并加温至85100约20秒。而加长的或“多路”制粒机调质器能够对饲料加温加水长达20分钟，这取决于整个调质器的长度。调质时间的延长可提高淀粉的糊化度，减少病菌的繁殖（但蛋白质的性质可能要改变），同时提高制粒的质量及其生产率。 高档的水产及宠物饲料是典型的通过膨化蒸煮加工而制成的。膨化后的饲料在达到高温（最高可达200）约510秒后，通过专用模板被强制挤出而形成特殊形状的饲料颗粒。总的来说，对水产饲料的浮料和沉料而言，膨化机与传统的蒸气调质制粒机相比，具有以下许多优点：可大大地减少病菌的繁殖，提高家禽对饲料营养的消化吸收能力以及调整产品的密度。 膨化机由饲料输送系统、预调质装置、膨化腔、模板及切刀等组成。膨化腔内配有单螺头或双螺头的输送、挤压装置。其中单螺头膨化机通常用于生产水产饲料，而双螺头膨化机则用于生产高油脂饲料（17%）和高水份饲料（30%），通过这一加工技术，可以往正在加工的饲料中掺入新鲜的营养成分。由带双螺头的膨化腔、专用模板及切刀的配置，可生产出小于2.0mm的颗粒料。但是，双螺头膨化机的维修保养费用要比单螺头的高出1.5倍,所以, 双螺头膨化机主要用于生产高利润的产品。 环形间隙膨化机是一种类似于单螺头膨化机的超级调质器，其调质腔由厚壁、大功率螺杆、可调节的环形出料间隙及蒸气附加装置等组成。当粉料进入调质腔时，大功率螺杆通过上述间隙将其向前推进，调节此间隙，使作用于粉料的剪切力和摩擦力达到规定值。加入蒸气后，在螺杆的推力和环形间隙的作用下，产生很高的调质温度（多数情况下可达到120）和很高的压力（常达到70bar）。这种调质器早在上个世纪80年代就已引进到欧洲，用于家禽饲料的生产并抑制沙门氏菌的繁殖。从此以后，其它型号的超级调质器便迅速应运而生，以满足超市和政府定点销售部门抑制微生物及杀菌的要求。膨化机和超级调质器的优点除上述的提高饲料的糊化度和增加家禽的消化吸收能力外，还可以改变饲料配方的成份。此外，饲料在加工混合中可添加更多的液体营养成份，总的含水量可增加15%25%而不影响其制粒质量。目前的研究成果 国际化学和饲料配料供应商BASF公司检测了从不同型号的调质器在不同温度下生产的饲料试样中维生素的稳定性情况。从美国不同的饲料生产厂家搜集到的数据来看，调质器的型号对维生素的稳定性具有很大的影响。正象预测的那样，由于操作时的高温、高压及高水份含量，膨化机生产出的产品中的维生素稳定性大大降低,其活性降低的有VE、VC、VB6、VB3、VB、VH及烟酸等。 现代膨化技术中产生的高压并伴随着很大的剪切力，对VC、VB和VH及烟酸等的稳定性也会带来影响。相反，利用传统的制粒调质来加工饲料，VB1是唯一的稳定性下降的维生素，而VB1相对于温度或压力来说，可能对摩擦力更加敏感，这就是传统的制粒加工潜能降低的原因。 时至今日，全球许多客户要求家禽饲养公司能孵化出不带致病微生物的雏鸡，而目前的加工技术就能在很大程度上减少饲料病菌的侵蚀，这样便可减少病菌从母体向它们后代转移的可能性。最近，美国主要的家禽饲养商极其研究人员在新建的“无菌”饲料厂对制粒时微生素的损失情况进行了测试统计。在相同的时间间隔内，他们在用新式组合型的超级调质及制粒机加工饲料时抽取了12份试样，并对VB、核黄素、VB1 、VA及VE的含量进行了测试，发现VE减少了25%，而VA、核黄素及VB减少了约10%。家禽饲料的特性 在上述试样中,维生素约占整个饲料成份的3%， 然而饲料的生产和供应却由于微生素的含量的变化限制产品的性能而存在着不稳定的因素，最终导致了现场生产成本的增加。NRC已规定了在理想的生产管理条件下饲料中维生素需求的最低值，以避免其缺乏的现象产生。 蜂窝织炎每年使美国的家禽饲养业损失数百万美元。据报道，在供烤焙的小鸡食用的饲料中，高浓度的VE已将蜂窝织炎发生的可能性降低到最低点。由此看来，在提高家禽免疫力方面，VE发挥了很大的作用。研究人员最近发现，当家禽收到大肠杆菌的侵害时,在饲料中将食用VE从35IU（国际单位）/KG增加到48IU/KG,就能减少蜂窝织炎的影响。营养学家建议，在更深层次的饲料加工中增加维生素的含量，以补偿VE活性的降低。研究人员还发现， 用巴氏消毒法灭菌后的饲料，其中的VE成份减少了约25%，也就是说，在配好的饲料中，VE的含量从48IU/KG降至35IU/KG左右。虽然消毒灭菌后饲料的营养成份有所改变，但能使蜂窝织炎的发生率降低到最低限度。当蜂窝织炎还未在家禽饲养业中受到广泛关注时，许多欧洲及亚洲饲料生产厂家就对家禽饲料进行了消毒灭菌工作，尤其是在饲料的深加工中，以控制致病微生物的进一步繁殖。维生素损失的防范措施及补偿方法 减少维生素损失较合理的方法是降低膨化温度、减少水份含量及压力。然而，由于受病菌及制粒质量的影响，降低调质参数来缓解维生素成份的损失还不是一种行之有效的方法。不过，添加“二次制粒液”的新技术已出现，它可让易碎的维生素在制粒过程中混合在饲料中，这样便能让饲料在理想的温度、水份及压力条件下进行调质，这一新技术对某些维生素的补充也许是经济可行的。然而，VA在供烤焙的小鸡食用的预混合饲料中约占20%，在二次制粒过程中添加VA是因为氧化, 而非过多的热量、水份及压力的原因造成VA的严重损失。鉴于目前的技术水平和 VA在饲料中的重要性, 二次制粒技术的应用又显得不太划算。此外，饲料在制粒过程中添加维生素，其缺点是，目前的可溶性介质还未达到能溶解脂溶性和水溶性维生素的程度，但至今尚未找到可实用的“二次混合”的液体载体。 至少就目前来说，最简单的方法仍然是最实用的方法。在现代饲料加工条件下，为确保家禽饲料的特性不受维生素损失的影响，在饲料中，若比家禽的正常需要量多增加1020%的维生素,便可有效地补偿饲料在加工过程中(尤其是更深层次的，高温、高压及高水份含量的加工)维生素的损失